塑料瓶理瓶机设计说明书【图纸丢失、只有论文】

塑料瓶理瓶机设计摘 要现代社会的各个领域已经逐步实现自动化，特别是生产领域，无论是轻工业还是重工业。作为与人们生活密切相关的药品、饮料等，它们的生产自动化的实现是一个迫切解决的问题。其生产过程包括很多步骤，其中，玻璃瓶的输送是一个重要步骤，如何解决输送问题是一个重要课题。本毕业设计目的就是通过对全自动玻璃瓶输送机现状的分析，然后利用机电一体化技术，改进设计一台性能可靠、高速、全自动的玻璃瓶输送机，完全实现玻璃瓶由多排到单排的全自动输送，并为下一道玻璃瓶的灌装工序做准备。该设计实现了玻璃瓶全自动化输送，提高了输送机的处理速度，解决了玻璃瓶的多排变为单排的转化问题，整个输送过程安全可靠，提高了整个流水线的生产能力。总之，对全自动玻璃瓶差速输送平台的设计运用，能显著提高玻璃瓶的输送效率，并且节约了人力资源，具有很高得经济性和市场竞争力。关键词：包装机械，塑料瓶理瓶机，电一体化英文摘要s of of or as so is an is an is an is of a a of a on LC 文） 目录中文摘要.英文摘要.包装机械的发展现状.理瓶机的发展现状.瓶机工作原理及方案设计.瓶机设计.贮瓶机构设计.理瓶机构设计.出瓶机构设计.传动系统设计.机与减速器的选择.件的设计选取及校核.电气控制设计.文） 1 国内外包装机械及理瓶机发展现状11 国内外包装机械及理瓶机发展现状理瓶机属于包装机械，本次设计的塑料瓶理瓶机主要是针对药品生产，与装片机、拧盖机等组成药品包装生产线。毫无疑问，作为包装机械成套设备的组成部分，包装机械的发展方向势必引导着理瓶机的发展方向。速度增长，2005年的需求额已达290亿美元。如此大的包装机械市场为世界范围内的包装机械生产商们提供了广阔的发展空间。包装机械是随着新包装材料的出现和包装技术的不断革新而发展的。从我国四大发明中造纸技术的诞生为纸包装的产生提供条件开始，到1911年德国生产出全自动成形充填封口机，再到20世纪下半叶包装新材料、集装箱等的发明产生，每一种包装材料和技术的创新都促进和推动了包装机械的进一步完善和发展。包装机械的发展为食品、药品的现代化加工和大批量生产提供了必要的保证，如果说制作过程是食品、药品生产的内在过程，那么包装过程就是其外在形式。由于药品生产的特殊性，药品包装从材料到包装方式，从环境要求到标识处理等较之食品包装更为严格，限制条件更为苛刻。这使得药品包装机械发展成为一个相对独立的机械行业12。我国的制药包装机械从无到有，从小到大；从仿制到自主研发，经过多年的发展，如今我国的制药机械行业已初具规模，并在品生产质量管理规范)认证的几年中获得了长足发展。新产品日益增多，技术水平有了很大的改进，但不可否认我国药机行业的总体水平与国外还存在着不少的差距，近60%的产品达不到发达国家上世纪80年代的水平，先进大型的设备主要依赖进口，出口额还不足总产值的5%，进口额却与总产值大抵相当，与发达国家相去甚远。从产品结构看，我国包装机械品种约有1300多种，配套数量少，缺少高精度和大型化产品，不能满足市场需求。产品质量差距表现在产品性能低，稳定性和可靠性差，外观造型不美观，表面处理粗糙，许多元器件质量差，寿命短、可靠性低，影响了整体产品的质量；机械性能落后，大多精度低、速度慢、平稳性差；控制水平低、自动性差、故障率高3。在包装机械的设计方面，设计时考虑不充分，没有为进一步的改造留出足够的空间，致使设计的机械只能适应于几种简单的模版，不适应包装机械材料或模重庆大学本科学生毕业设计（论文） 1 国内外包装机械及理瓶机发展现状2版尺寸的变化；另外许多机械设计人员对电机拖动同步技术、伺服传动技术不了解，可用简单的电器设备解决的问题却用复杂的机械装置来实现；机械造型不美观，给人感觉僵硬、死板没有活力。“概念设计”是指：“在确定了任务后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的作用原理及其组合等，确定出基本求解途径，得出求解方案，这一部分设计工作叫做概念设计。”药品包装机械的概念设计要求根据产品生命周期各个阶段，进行产品功能创造、功能分解以及功能和子功能的结构设计；进行满足功能和结构要求的工作原理求解和进行实现功能结构的工作原理载体方案的构思和系统化设计。将概念设计的思想融入药品包装机械的设计可以减少设计失误，缩短设计周期，加快产品的开发，使设计的产品更合理、更具有亲和力、更适合人机工程，同时它也是降低成本和提高企业竞争力的主要手段。药包机的概念设计是一种创造性过程，对设计者提出了较高的要求，设计人员需要掌握现代设计方法、先进制造技术、专业理论、商业运作等方面的知识。且需综合运用这些学科的专门知识和丰富的实践经验，并通过反复思考、推理和决策，才能创造出与众不同的、满足用户要求的设计方案来。由于制药装备是从国家推出地药厂纷纷加快了技术改造步伐，生产设备的大幅度更新为制药行业的上游产业制药机械行业带来了重大利好，大量的生产线改造为制药机械企业带来了巨大的市场。从整体而言，目前我国大多数技术较为先进的包装机械的研发还处在仿制阶段，独立开发的能力还十分有限。目前，我国药品包装行业的年产值大约150亿人民币，年增长速度超过10%。但仅能满足国内制药企业80%左右的需求，65%的中国药品包装的水平仍然落后于20世纪80年代的世界平均水平。随着科学技术的发展和市场竞争的加剧，客户对机械性能的要求也越来越高，主要体现在以下几个方面4：1. 高效率，以满足交货期的需要和降低工艺流通成本的需要。2. 适应产品更新的需要，具有较高的柔性和灵活性。3. 设备可靠性高，故障少，出现故障能实现远程诊断、维修服务。4. 对环境污染少，包括粉尘、噪声、废弃物污染均要少，机械造型教美观。5. 购置设备所需投资尽可能少，价格相对较低。6. 设备机械结构简单，操作方便。自动化水平较高。7. 生产能力较高，设备性能向高速发展。因此，包装机械的发展方向主要体现在以下几个方面：1. 创新速度始终处于首位。只有加快包装机械的更新换代，才能始终代表包装机械的发展方向，才能永远在行业中处于领先地位。2. 包装机械的自动化、高效率化、节能化。只有符合客户的口味，才能始终重庆大学本科学生毕业设计（论文） 1 国内外包装机械及理瓶机发展现状3拥有广阔的市场。毫无疑问，以上三点是每个用户都无法拒绝的。3. 适应产品变化，设计出具有良好柔性和灵活性的设备提高生产率，降低成本，最大限度满足生产要求，对每个商家来说，较少的投入较好的回报是他们最愿意看到的。料等罐装产品的生产状况，同大多数新产品一样，初期的理瓶机设备简陋，大部分机器、大多情况依靠人工处理。机器的主要功能是将瓶子“放在”流水线上，硬性的输出瓶子。机器的性能较差，故障率较高，生产效率较低，但是它的出现还是为包装生产注入了新鲜血液，并随着产品的不断改进，适应、促进着包装机械的发展。理瓶机同其他机器一样，是随着科技的发展，代替手工生产，并随着使用过程逐渐完善，如与电气控制结合，如江苏新美星包装机械有限公司生产的瓶处由同步带及星轮控制，确保出瓶稳定，无倒瓶、挤瓶现象同时，机器的一些部件也采用高科技技术，以提高产品的性能。下面是两个成型产品，通过它们可以明显发现我国的理瓶机的发展状况：利用塑料瓶瓶口与瓶底直径大小不一这一特点进行理瓶。塑料瓶先在送瓶桶内通过刮板和送瓶导轨整理成横向状态，推入送瓶槽进入理瓶机构，由光电传感器检测瓶底瓶口不同状态，控制气缸进行二次理瓶。整理好的瓶子成竖直方向从出瓶口送出进入下道工序。全自动理瓶机主要用于自动整理塑料瓶取代了以往的手工操作，使之完全符合作简单，性能稳定，是一种集机电气一体的自动整理塑料瓶的设备，能与吞道机等机型联动使用。广泛用于医药、食品、化工等行业。此机器的自动化程度较高，理瓶方式先进，较一般产品的价格较高，但使用方便，较人性化。) 瓶理瓶机适用于制药、化妆品、饮料等行业包装塑料扁、圆瓶的理瓶工序。相对于传统的定向筛选理瓶机，该设备对于反向的瓶子能够自动作换向作业，从而其理瓶效率和生产能力都有大幅提高。该设备上的所有动力源均可作无级变速。便于和其他设备联线生产。在理瓶过程中，瓶子只和不锈钢、哇胶、超高分子聚乙烯材料接触，无毒污染。理瓶全过程为巧妙的机械动作，无需气源，消除气源污染和气源噪音。其高效低耗，无污染的优点尤其适用于大批量生产。重庆大学本科学生毕业设计（论文） 1 国内外包装机械及理瓶机发展现状4) 瓶机实物示例另如，根据我国饮料灌装设备向高速方向发展的需要， 发、研制的一种具有国内领先水平的排瓶设备。其主电机减速器采用扭矩限制机构，以防止发生故障时损坏机器；采用三次推举排瓶机构，使每个落瓶工位都有三次落瓶，提高出瓶效率；采用挂瓶口输送风道，避免瓶子在输送时翻倒；设有破损瓶剔除机构；设有卡瓶检测器，卡瓶时自动停机并报警；设有无瓶检测器，用于给提升机发出工作信号，提升机将自动补充瓶子；输瓶风道上装有光电开关，用于控制理瓶机的启停；理瓶机设有注油嘴，可方便地给齿轮、轴承及凸轮加注润滑油；设有维修门及模具更换门；主要电器元件(变频器、电开关、继电器) 均采用路系统均采用德国上几种理瓶机的性能代表了我国理瓶机的生产能力及其理瓶能力。可以发现，相对于以往的理瓶机，其在自动化程度上有了显著的改进。美国设在上海的一家独资企业上海美派机械有限公司采用美国的最新机械制造技术，不久前在我国推出一种高新技术包装设备。皮带式理瓶机利用离心作用，将瓶子输送到外轨道，以便传给控制部分。该输送机适于各种瓶子，它可自动将各种瓶子区别开来，并使之有序地排列，以利于传送。该设备可根据用户的需求，使瓶子立式或卧式传送。在采用卧式传送时又可以定位成颈或底引导式，这样便于灌装和调整，而且保持平稳。另外该设备还具有运行便捷、设计紧凑、无需阶梯、快速等特点综上，经过翻阅资料，查找文献，网上了解，如今的理瓶机多在机器的外观，操作，维修，清洁人性化上下功夫,理瓶机的发展主要体现在：1. 机器力求结构巧妙，体积小、适用瓶形范围广，传动简单(理瓶仅由一条理重庆大学本科学生毕业设计（论文） 1 国内外包装机械及理瓶机发展现状5瓶轨道来实现) ；力求噪音低，(由于传动简单，使得机器运行时噪音很小) ；2. 避免油污染(例如采用无油润滑的气功元件，全机稀油黄油采用集中润滑系统进行定点、定时、定量的润滑等等，江苏新美星推出的36000瓶小时的高速保持轻微正压，防止灰尘侵入。筒身顶部设有两个气缸驱动的活动盖，方便维修和清设有破损瓶、变形瓶剔除机构，通常情况下不需停机进行人工清理。如果大批变形、尺寸异常瓶造成落瓶槽堵塞，此时设在机内的检测开关将发出报警信号，并使机器停止运转。操作人员可根据人机界面上的故障指示进行疏通) ；3. 动作由可编程序控制器(制，自动化程度高，适应性强。使设备自身能与后连设备达到智能化控制,更换瓶子方便(特殊设计的落瓶槽能适应尺寸相差不太大的瓶子，而不必更换落瓶槽,仅需对落瓶槽作适当调节即可实现，节省投资。部分产品可以根据用户提供的瓶子，在制造时加工对应的几条理瓶轨道。瓶子规格不同时只要换上相应的轨道就可以。更换方便，无需经验即可完成，对操作员不需培训) ；4. 有的产品的理瓶电机采用进口变频器控制，速度无级可调，设有自动跟踪功能，设有完善的安全防护措施(例如当维修门和模具更换门打开时，机器不能启动，此时可使用手动操作器控制机器，理瓶机出瓶拨轮设有卡瓶检测器，能有效保护机器安全。反瓶将在出瓶拨轮与风送道连接处被剔除。当输瓶筒内瓶子不足时，供瓶机自动供瓶，当输瓶筒内瓶子达到一定数量时，供瓶机自动停止，当下道工序进瓶输送带上瓶子过剩时，机器自动停转，等瓶子减少到一定数量时，机器又自动运行) 等等。重庆大学本科学生毕业设计（论文） 2 理瓶机工作原理及方案设计62 理瓶机工作原理及方案设计理瓶机种类较多，工作原理亦不尽相同，本次设计的理瓶机的工作原理是利用盘子的旋转，带动其中(一般为槽中) 的塑料瓶旋转，在旋转过程中将倒立的瓶子扶正，经过出瓶机构时，将旋转运动化为直线运动，输出到下一工序或流水线上。其工作过程可分为以下几步：1. 杂乱的塑料瓶由临时贮瓶机构自动进入料斗(由感应开关控制) ，理瓶盘旋转，促使堆积的塑料瓶掉入盘糟中，实现塑料瓶的分离。2. 理瓶盘旋转，槽中瓶子由料斗输送到流水线上，回瓶盘反向旋转，未落入槽中的塑料瓶大致处于原来的位置。槽中瓶子通过正瓶部分时，倒瓶被理为正瓶，实现塑料瓶开口一致。3. 通过出瓶部分，将塑料瓶直接输送到生产线上，由于盘槽均匀分布的作用，使塑料瓶间间距相等。故，根据本次理瓶机设计的具体要求，初步拟订设计方案：步设计方案简图1. 机器组成部分设计67：临时贮瓶机构可设计成一桶形结构，应简单、耐用、合理。具体尺寸示理瓶盘尺寸协调确定。理瓶盘、回瓶盘，为圆形结构，倾斜安装，利于料斗暂时贮瓶于盘的一侧，具体尺寸，如直径、厚度、槽宽等，根据规定的设计参数设计。料斗、支撑、外壳等应与理瓶盘紧密结合，防止塑料瓶飞出或理瓶盘工作不可靠。重庆大学本科学生毕业设计（论文） 2 理瓶机工作原理及方案设计7设计正瓶部分，可利用理瓶盘旋转产生的切向力、向心力，以及盘子倾斜产生的落差设计为一随旋转方向增高的突起和弧形结构，与出瓶结构紧密相连，出瓶结构可为“巷”式结构，根据瓶的大小设计间距，其应与理瓶盘、正瓶部分、输送带紧密配合，实现理瓶机与输送带的无缝连接。正瓶部分、出瓶部分固定于支撑上，安装可靠，选取装配时所需零件，如螺钉等89。2. 机器传动部分设计根据设计参数，设计选择传动系统参数，如减速比、扭矩等，并由此合理选择电动机、减速机，设计传动系统各组成部分，如齿轮(模数、齿数) 、轴(结构设计，各处轴径101112，轴上零件的轴向及周向定位，合理选择轴承、键等标准件，并校核其是否满足条件) 。为实现理瓶盘、回瓶盘转向相反，可利用一中间齿轮实现两轴转向相反，或将理瓶盘齿轮空套在回瓶盘轴上，确定联接方式。确定防护罩、机器等的整体尺寸。画装配图、部分零件图131415。3. 电气控制部分设计电气控制主要功用是控制料斗自动加瓶，若料斗内瓶量足够，足以覆盖光电开关，开关处于断开状态，否则，开关闭和，脉冲触发线圈得电，电磁阀动作，加料。如此反复检测。如有卡瓶，停机，清除卡瓶，重起动电机。画出电气图。庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 理瓶机设计83 理瓶机设计由于时间关系，本次设计的塑料瓶理瓶机结构相对简单，主要对理瓶机构进行一些设计，并针对料瓶理瓶机的工作目的是将杂乱无序的塑料瓶整理有序，并使这些有序的瓶子的开口方向一致，所以，理瓶机的工作主体是理瓶机构和正瓶机构。理瓶机发展至今，各种类型的理瓶机在外形、理瓶方式、控制方式等方面各有各的不同，亦各有优劣。但是无论如何，其都有三部分组成：贮瓶机构(吹瓶结构) 、理瓶机构、出瓶机构。本次设计是利用槽盘的旋转理瓶。下面一一阐述各部分的设计内容及设计结果。本次设计的理瓶机的参数为：额定生产能力：6000瓶小时适应瓶型：直径30高6030202650(直径高)是临时贮存将要处理的、杂乱无章的塑料瓶的那部分机构。本次设计的理瓶机为一半自动化机器，可以实现自动理瓶。至于贮瓶机构，考虑到生产成本及设备安放、使用时的布置，不使用自动的吹瓶机构，采用人力送瓶方式，直接将将要整理的塑料瓶倒入贮瓶机构。同时，理瓶机运转时可能出现小故障，如卡瓶等，也需有工作人员能快速解决。综上，将贮瓶机构设计为一普通的桶式装置。一般来说，贮瓶结构应能满足：容积适中，所存塑料瓶数量能跟上出瓶机构的速度，不需人力较频繁的向其注入塑料瓶；大小适中，较好的跟理瓶机构、出瓶机构装配，整个理瓶机的外形看起来较协调、美观；与料斗(理瓶盘) 衔接良好，能适时、准确的向料斗卸入塑料瓶，且卸入方式柔和，不会妨碍理瓶盘的正常工作。故，此次设计的桶式结构，应具有以下要求：理瓶机具有自动卸瓶功能，贮瓶桶底面有可以自动开合的通孔，利用电磁阀控制开合，因塑料瓶应倒入理瓶盘较低一侧，以便旋转理瓶，所以通孔的位置也应在桶底一侧，以方便贮瓶桶与料斗、理瓶盘装配，且孔的直径应适中，太大会造成卸瓶粗暴，影响理瓶盘工作，太小会造成卸瓶频繁，电磁阀效率较低，工作频繁，也会影响理瓶盘工作；直径重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 理瓶机设计9略大于桶的高度(理瓶盘直径较大，理瓶机整体高度有限，便于人工倒瓶) ；应有桶盖，防止灰尘等污染塑料瓶(药剂质量必须把关) ，并且开合方便，但应能保证不会非意愿的自动开合，可采用嵌入式，推拉开合(理瓶桶直径较大，不适合拧盖式) ；贮瓶桶重量有限，可与机体、料斗安全装配，材料为塑料。理瓶的具体动作部分，大多数理瓶机的理瓶机构是利用旋转机构,在机构旋转过程中将乱瓶分离、理正。理瓶机构设计为盘形结构，贮瓶结构和出瓶结构分别布置在盘形对称的两侧，理瓶盘外缘有均匀分布的槽形结构，外围被料斗圈围，由贮瓶结构卸入到料斗的塑料瓶，随着理瓶盘的旋转，将陆续落入槽中，从而将乱瓶分离(在料斗的圈围下，槽内和料斗内的塑料瓶不会随旋转飞窜) ，随着理瓶盘的旋转，在塑料瓶转到出瓶机构之前，利用正瓶机构，将其整理为开口向上，输入到流水线上。瓶桶设计图为使塑料瓶在被整理过程中各塑料瓶在同一位置状况大致相同，以达到整理重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 瓶盘设计图同一化，槽的大小应满足：宽度比瓶的底面直径大5度应略小于瓶的高度，而大于，以便在正瓶时倒瓶可变为卧瓶。理瓶盘安装时有一定的倾斜度，出瓶机构处较高，可使进入槽中的塑料瓶由于重力作用堆积在理瓶盘较低一侧，但是，理瓶盘旋转时，理瓶盘上没有进入槽中的塑料瓶可能仍会随理瓶盘转动，所以，在理瓶盘上方安装一回瓶盘，盘径略小于理瓶盘直径与槽长之差，转向与理瓶盘相反，利用二者的相对运动，使料斗内未落入槽内的塑料瓶大致停留在一个位置。装配时，将理瓶盘与一齿轮固定在一起，一起空套在回瓶盘轴上，齿轮与减速机输出轴上大齿轮啮合；回瓶盘轴上齿轮与减速机输出轴上大齿轮之间再安装一中间齿轮，实现理瓶盘与回瓶盘转向相反。由于回瓶盘直径小于理瓶盘直径，部分塑料瓶可能会堆在槽中瓶之上，并随理瓶盘转动，对此，可以在料斗上安装一转轮，位置在电磁阀与出瓶机构之间(顺着理瓶盘旋转方向一侧) ，离理瓶盘的高度略大于塑料瓶高度，如有瓶子转到此时高于此轮，由于转片旋转，会将此塑料瓶击到理瓶盘另一侧。重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 求各个瓶子的开口方向一致，所以，理瓶盘要有一个正瓶机构，能够实现开口向上的瓶子无阻碍的通过，倒瓶经过此时被斧正为开口向上。(设计理瓶盘上的槽时，使其径向长度略大于30小于60样，落入槽中的塑料瓶要么为开口向上，要么为开口向下，即不会有卧瓶) 。故，此机构的工作顺序为：区分正瓶、倒瓶，倒瓶理正。理瓶盘倾斜安装，槽中瓶子在旋转过程中从低位置到高位置，即瓶子在进入出瓶机构前的状态为上部贴在理瓶盘槽内侧，所以，如果瓶子为倒瓶，由于开口处直径小于底部处直径，可以在理瓶盘下面的支撑板上焊装一斜放、高度随理瓶盘旋转方向略微增加的突起，线部分，俯视，右侧为正视) 。料斗在此部分有一缺口，以方便理瓶(此处高度较高，且缺口较小，瓶子不会被甩出) ，当倒瓶经过开口在着旋转由倒瓶变为卧瓶(线段，正瓶则无变化的通过。从而实现正瓶、倒瓶的区分。如此之后，倒瓶变为卧瓶，接下来的任务是将卧瓶变为正瓶。用一弧形机构，倾斜放置，且紧贴理瓶盘。着理瓶盘的旋转，瓶子由卧瓶变为正瓶，进入出瓶机构。弧形机构安装时，与前后装置连接紧密，以使正瓶过程连续，而且弧形的倾斜度应适中，既不会因太小而造成正瓶机构整体较长，正瓶较慢，也不会因角度较大，理瓶盘速度较低，而造成正瓶不成功，造成卡瓶。重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 瓶机构与理瓶盘联接图塑料瓶理正后，由出瓶机构输出到流水线上以完成下一生产工序，正瓶机构实现将瓶子的圆周运动转化为直线运动，且运动方向为流水线入口处方向。可将此机构设计为由一挡瓶板和一导瓶杆组成，档瓶板与理瓶盘外切，导瓶杆插在两层薄理瓶盘之间，前端位于理瓶盘槽最内处，使瓶子由旋转变为沿导瓶杆运动时比较柔和，不会造成瓶子抵住岛瓶杆，将二者固定在支撑板上。两者之间的距离应等于流水线，以使出瓶方便、紧凑、无偏差。同时比瓶子的底面直径大5不会造成瓶子与二者有较大摩擦而使瓶子堵塞，也不会因间隙过大使瓶子倾斜造成卡瓶。要借助动力，特别是理瓶盘的转动。可以在理瓶盘机构下设置一箱体，安放电机和传动部分，根据实际生产要求，选用电机和设计传动方案。机与减速器的选择减速机是连接电动机输出轴与联轴器输入轴的减速机构(本次设计采用减速机直联) 。它既要满足输送机功率、速比、转矩等的要求，还要具有质量轻、体积小、效率高等特点。减速器的种类繁多，按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，按传动类型可分为齿轮件速器、蜗杆件速器、行星齿轮减速器。按照级数不同可分为单级和多级减速器。选用减速机前应具备下列原始资料和数据：电动机的类型、规格、转速，、功重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 理瓶机设计13率(或转矩) ；工作机械的类型、规格、转速，、功率(或转矩) 、工作制度(恒定载荷还是变载荷) 、冲击振动程度、旋转方向等；电动机、工作机、减速器的连接方式、轴身是否有径向力和轴向力；安装形式(减速器与原动机、工作机的相对位置) ；传动比及其允许误差。本次设计要求理瓶机理瓶速度为100瓶/分钟，设计理瓶盘为36槽，即理瓶盘的转速为25/9转/分。选购减速机时，生产厂家一般已将减速机与电动机直联，本次设计的理瓶机，所需功率较小，需转矩亦不大所受载荷为恒定载荷，冲击振动较小，旋转方向可视生产流程布置而定，暂定为顺时针转动(由轴的上方观看) 。安装形式为输出轴向上。可根据此参数选购减速机。采用质量较轻的铝合金减速机，查取减速机选型资料，选用铝合金蜗轮蜗杆减速机与微型摆线减速机的组合形式。速比为535。故,电机转速为：减速机外形如图4速机实物图重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 以，输出轴与理瓶盘轴，回瓶盘轴间的传动设计为，减速器输出轴与一中间轴直联，轴上安装一大齿轮，可以同时与理瓶盘轴、回瓶盘轴上的齿轮啮合，在输出轴齿轮与回瓶盘齿轮之间加一齿轮，使理瓶盘轴与回瓶盘轴转速相反。安装二轴时，将理瓶盘轴空套在回瓶盘轴之上。轴之间安装轴承以使两轴转动时相互干涉较小，为节约成本及不必要的安装，可采取两轴配合端处分别安装两轴承，轴承间用一套筒顶住两轴承。固定理瓶盘轴和回瓶盘轴时，可将两轴的端盖固定于一隔板上，隔板固定于减速机之上，与减速机一起固定。件的设计选取及校核1)选用齿轮的材料为大齿轮45钢调质处理，小齿轮40b. 齿轮参数的设定输出轴上的大齿轮需与两齿轮同时啮合，且理瓶盘轴与回瓶盘轴中心线同轴，即，输出轴与两轴的中心距相同。令输出轴上的齿轮齿数为 ，理瓶盘轴上齿轮齿数与其相同，瓶盘轴上齿轮齿数为 ,中间齿轮齿数为 ，则：化简的：重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 理瓶机设计15为避免根切现象， ，故取 ， 。由于理瓶盘轴套装在回瓶盘轴之上，为防止安装时中间轴与理瓶盘轴之间发生相互干涉，暂取m=3。2)算时假设，理瓶盘轴占有2/3的功率，回瓶盘轴占有1/3的功率。a. 各轴转速电机转速轴(减速机输出直联轴) 转速轴(中间轴)轴(回瓶盘轴)轴(理瓶盘轴) =各轴输入功率电机轴轴轴轴轴重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 理瓶机设计16c. 各轴转矩电机轴轴轴轴轴3)较小齿轮较核按齿面接触疲劳强度初步设计小齿轮传递的转矩为 ，齿宽系数按硬齿面、非对称布置 ，齿数比u=a. 计算许用接触应力 。由式(1)接触疲劳极限应力，查资料得， 2)安全系数式N=60文） 3 理瓶机设计17(时间年250天，两班制)。其中 t=102508h2=40000h, a=1,n=0 60 1 0000 22392000 12 22392000 671760060/18 查资料得， 验算齿面接触疲劳强度：由式(1) 弹性系数 ，查表得，(2) 接点区域系数 ，查资料得 。(3) 重合度系数则(4) 载荷系数K K=使用系数 。查表得 =重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 理瓶机设计18查资料得齿向载荷分布系数 按调质齿轮，8级精度，非对称布置，装配时不作检验调整，可得齿间载荷分配系数查手册，得故 K=验算齿面接触疲劳强度c. 验算齿根弯曲疲劳强度由式重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 理瓶机设计19(1) 由上可知， =b=40mm,m=3。(2) 载荷系数K K=使用系数 ，动载系数 同前。齿向载荷分布系数 ，由 = ，b/h=40/0/由查手册得， =K=(3) 齿形系数 由 ， 查手册得， =) 齿根修正系数 ，由 ， 查手册得，(5) 重合度系数 ，(6) 许用弯曲应力 F 。由式重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 理瓶机设计20查表得， =600=350全系数 1，寿命系数 由 1N =22392000， 2 6717600N ，查手册得， 寸系数 ，由m=3,查表得， 1 21。则(7) 验算疲劳强度所以，所设计齿轮满足疲劳强度要求，安全。4) 轴的设计与校核a. 初估各轴的直径由减速机选型参数知,其使用系数f=机输入功率P=以，各轴的直径应满足:b. 轴的结构设计在初估轴径的基础上，合理安排轴上零件的轴向位置，并解决好轴和轴向零件的轴向位置固定；轴与轴上零件的周向固定，避免应力集中；轴上零件便于安装、拆卸。为保证轴上零件有确定的轴向位置，防止零件沿轴向移动并传递轴向力，轴重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 理瓶机设计21上零件必须沿轴向在轴上固定，同时，为了可靠的传递运动和转矩，轴上零件还必须与轴有可靠的周向固定。本次设计，轴向固定采用轴环，套筒和双圆螺母；周向固定采用键，过盈联接。的结构设计径向尺寸的确定 轴向尺寸 的确定满足取标准直径初选61905轴承 查手册,61905轴承宽度T=9端倒角1标准直径 30由齿轮宽度决定环宽度b=文） 3 理瓶机设计22轴环高度 取 取定键的截面尺寸装齿轮处，选用查手册得 确定键长L=L=2理安排轴上零件的轴向位置，并解决好轴和轴向零件的轴向位置固定；轴与轴上零件的周向固定，避免应力集中；轴上零件便于安装、拆卸。为保证轴上零件有确定的轴向位置，防止零件沿轴向移动并传递轴向力，轴上零件必须沿轴向在轴上固定，同时，为了可靠的传递运动和转矩，轴上零件还必须与轴有可靠的周向固定。本次设计，轴向固定采用轴环，套筒和双圆螺母；周向固定采用键，过盈联接。的轴颈和轴头过渡处的导圆半径取为1头表面粗糙度 ，轴颈处取 。校核时以轴、轴为例。c. 轴的受力分析轴：(1) 求轴上扭矩(2) 求齿轮上作用力(3) 确定跨矩重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 理瓶机设计23右端支反力作用点至齿轮上作用点间的距离为左端支反力作用点至齿轮上作用点间的距离为(4) 作计算间图，以此图作为水平、垂直位置分析) 。(5) 求水平面内支反力 ， ，并作水平面弯矩 图，截面上的弯矩(6) 求垂直面内支反力 ， ，并作水平面弯矩 图，截面上的弯矩(7) 作合成弯矩庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 的受力计算图d. 轴的疲劳强度安全系数校核计算很明显，装齿轮处轴的应力集中较严重，故其中间截面为危险截面，所以，只需对其进行安全系数校核。(1) 应力集中系数又D/d=33/30= 对尺寸系数，查手册得， 面状态系数， ， 。 。重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 理瓶机设计25(2) 等效系数，查手册得 ；(3) 截面的抗弯、抗扭截面模量( 、 ) 由轴的直径d=30槽宽b=8槽深t=手册得(4) 截面上的应力弯曲应力为对称循环变化，弯曲应力幅平均应力扭转切应力为脉动循环变化，扭转切应力扭转切应力幅与平均切应力相等，（1）安全系数弯曲安全系数扭转安全系数综合安全系数取S=>S,合适5)2作长度l=24高h=7触高度重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 理瓶机设计26k=h/2=7=压强度和剪切强度校核查手册得 =(100 120) =90 , ,故合适。6) 滚动轴承的选择与较核仍以轴为例。轴上零件较少，要求精度不高，故选用结构简单，价格较低的深沟球轴承。右端轴承为例，按轴端直径为d=25选轴承型号为61905。查设计手册，得： , 。由上知 ， ,故为直齿轮传动， 。c. 计算轴承应具有的基本额定动载荷 。由式查手册得， ， (轴承工作温度小于 ) ， ，由上，n=定轴承寿命 ，代入公式得小于重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3 为对使用商家来说，自动化程度越高，意味着生产率越高；设备的柔性和灵活性越好；机械完成复杂动作的能力越高。商家的需要就是厂家的需要。因此，自动化程度的高低决定了某一机器的未来。本次设计的理瓶机是一个半自动化的机器，可以实现自动化工作，故障报警，人工排除故障。用瓶机的结构较简单，工作过程简练：将塑料瓶人工倒入贮瓶桶，自动根据料斗内瓶量倾泻塑料瓶，理瓶盘理瓶，将理好的塑料瓶送到流水线上。所以，一般情况下，理瓶机的故障主要是理瓶盘与出瓶机构之间配合有隙，使瓶子意外翻倒，造成卡瓶现象。当然，随着理瓶机使用时间的增加，一些零件的磨损，零件间配合松落等，会出现理瓶机的传动精度速度出现偏差的现象。本次次设计的电气图应能实现以下功能：电机起动并自锁，自动根据料斗内瓶量，及时适量的由贮瓶桶向料斗倾泻塑料瓶，有卡瓶现象停机，操作人员排除故障，重新起动电机。可编程控制器的英文缩写。所谓可编程控制器，是指以微处理机为基础，综合了计算机技术，自动控制技术和通信技术等现代科技技术而发展起来的一种新型自动控制装置。它是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境应用而设计，采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入输出控制各种类型的机械或生产过程。是一台专为工业环境应用